油田注水井垢的成因及洗井方法

摘 要:本文通過對油田注水井垢的成因分析，提供出相應的洗井方法。

關鍵詞:油田注水井井垢洗井方法

中圖分類號:TE358.5文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2011)06(c)-0055-01

油田注水質量的好壞將直接影響油田的開發效果，而對于目前水井壓裂、酸化等增注措施效果差，有效期短的現狀，注水井的日常洗井工作尤為重要，洗井工作質量的好壞，將直接影響到注水井的注水質量。

1 注水井垢的成因

長期以來，人們對水質與結垢的關系研究的較多。在管道結垢方面，其結垢的原因主要是水在流動過程中以物理條件的改變造成結垢腐蝕為主，人們研究的較早，也較透徹。

而對于地層結垢，由于地層條件的復雜性與技術上的難度，對于注水過程中，地層內水化學特征卻較少涉及。事實上，在油田注水開發過程中，由于注入水與地層水的不相容性，淡水對儲層巖石的溶解作用等，水洗地層產生結垢問題是存在的。并且結垢不僅發生在近井地帶，而且在距井眼相當遠的地方也存在結垢。

在注水開發的過程中，當注入水進入地層中時形成水、油氣及地層巖石等組分構成的復雜多相體系。在這里除了注入水與地層水、原油的混合外，還有注入水與巖石的溶解反應，不相容水產生的沉淀與溶解、氣體的分配與逸出，粘土的膨脹運移等，嚴重破壞了地層各相間的平衡，從而造成了注入水與地層復雜的化學反應。

注入水與巖石的相互作用中，首先是水對巖石的濾蝕(溶解)，如巖石中石膏、方解石、白云石的淡水溶解。在地層水中 Ca2+、SO42-、CO32-與巖石處于穩定的平衡狀態，而淡水的注入，使平衡遭到破壞，使得巖石中鹽類向溶解的方向轉化。通常水洗倍數為3～5倍時，即使巖石的石膏含量<1％，也可使水完全成為硫酸鈣的飽和溶液。

目前已發現水中能產生的垢大約有 120余種，但一般認為，油田生產過程中最為常見的垢主要為BaSO4、CaCO3、CaSO4等，而且大都為混合垢，很少見到單一的垢型。因此，我們根據垢的結合類型將其分為兩大類:硫酸鹽垢和碳酸鹽垢。

2 注水井洗井的方法

(1)正洗井:即洗井液從油管中進，從套管中返出的洗井過程。該洗井方法由于受井下工具的制約，只適用于下入光油管的井。

(2)反洗井:即洗井液從套管中進，從油管中返出的洗井過程。這種洗井方法是目前廣泛使用的一種方法。

(3)吐水法:由于井下管柱的特點，不能進行正、反洗井，而是靠注水井自身的地下能量，將井下的臟水返吐到地面的過程。這種洗井方法適用于井下安裝不可洗井封隔器的注水井。

3 不同階段洗井特點

由于受洗井水量、洗并時間的影響，存在著一定的差別，主要表現在:

3.1 油田洗井以洗井液外排為主，這階段洗井特點

(1)洗井時間長、洗井總進口、總出口、溢流量都較大。洗井效果較為理想。(2)由于洗井用水量較大，洗井成本高，在一定程度上造成經濟浪費。同時造成—定的環境污染。

3.2 由于企業對環保的重視，進入罐車洗并階段

這—階段特點是:

(1)洗井時間短、洗井總進口、總出口、溢流量較小。洗井效果較差。(2)洗井過程不連續。由于采用罐車洗井，中途經常出現暫時停止的現象，由于洗井過程不連續，容易造成剛被帶到井口附近的臟物又沉到井底。(3)由于受車況、路況、天氣的影響，洗井工作較難協調，容易造成洗井不及時現象。(4)由于采取罐車回收，減少對環境的污染。

3.3 盡管各時期洗井方式及操作上存在差異，但不管是何種洗井方式，所要求洗井合格的一項重要標準，那就是進出口水質一致，而從現場洗井來看，達到進出口水質一致時，進口水量達到20m3左右即可實現，但是這時的洗井效果并不理想

分析原因是(1)在我們看來進出口水質一致時，實際出口水質與進口水質還是存在著一定的差別，因為目前洗井監測水質是采用目視比濁法觀察的，在水質相差不大時，用肉眼是很難界定的。(2)由于洗井進口總量的限制，再加上出口每小時溢流量有明文限制，從而使井底的臟水很難在短時間被洗出。

4 新方法的提出依據

4.1 洗并前吐水量、洗井中的溢流量應進一步增加

(1)吐水量應適當增加:目前洗井前采取洗井規定中所規定的是洗前先要吐水10min，然后再進行分階段洗井。而吐水10rain按下入不可洗井封隔器井的吐水要求(即最大排量不超過10m3/h)來計算，也僅是1.7m3，而一口套管規范為/139.7mm，為1100m井深入∮62mm油管的井來說，其油管內存水近3.3m3油套環形空間內存水為9.1m3由此可見，目前洗井前所要求的吐水量與井筒內所存水的差距較大。(2)溢流量(地層內)應適當增加，目前洗井過程中所要求溢流量控制在1～3m3/h以內，按洗井時間4h計算，溢流量按2m3/h計算，也僅僅是8m3，通過計算這部分水僅存在于射孔井段0.77m半徑內，而半徑為l米內射孔井段的存水量為13.8m3。

要想使井深為1100m，射孔井段內半徑為1m內的存水洗出，再加上井筒內的存水，洗井溢流量最少要在25m3以上，洗井才能見到一定效果。由于受目前洗井噴量(溢流量)的限制，不能將地層內的臟水帶到地面上，建議在洗井過程中，可適當提高出口水量，依據有以下兩點:

①不可洗井封隔器注水井放溢流吐水，放溢流量要由小到大，平衡操作，最大排量不超過10m3/h。所以說，正常洗井過程中，也可將洗井的溢流量增加到6m3/h以上。

②洗井溢流量的適當增加，可有效縮短洗井時間，減少洗井成本。例如:以前正常洗一口井需12h，溢流量在24m3，如果將溢流量提高1倍，則洗井時間減少一半，同時，洗井液也少用一半，即節約了時間，又減少了洗井成本。

③適當提高溢流量，更有利于目前的罐車洗井方式。

4.2 洗井排量可進一步提高

地面洗井排量控制的大小，表現在地下水流速度的大小，現實經驗表明，水流速度越大，那么所產生的沖刷力量也就越強，所能攜帶的臟東西也就越多。另外，由于水流速度的增大，在射孔井段內的射孔槍眼附近所產生的負壓也就越大，這樣能夠使近井地帶的更多臟水被攜帶出來。

4.3 必要時結合測試拔水咀后，再進行洗井

由于管柱長時間在井下服務，勵口上目前水質狀況并不理想，很容易造成井下管柱管壁上附著污物，這些污物很難被沖刷掉，相反這些臟東西還會經常造成水咀堵塞，這就是測試過程中由于啟下測試儀器的操作經常帶來注水壓力，注水量的大幅度變化的原因。因此，在現場實際中，即使大排量長時間洗井，但洗井效果依然不理想的一個重要原因。